Što su rashladna sredstva? To su posebne tekućine. Koriste se u klima uređajima i hladnjacima. Rashladno sredstvo prolazi fazne promjene iz tekućine u plin kada apsorbira toplinu i natrag u tekućinu kada kompresor komprimira plin. Odabir idealnog rashladnog sredstva temelji se na termodinamičkim svojstvima. Mora biti nekorozivan, siguran, netoksičan i nezapaljiv.
Kratka povijest rashladnih sredstava
Belgijski znanstvenik Frederic Sworths bio je pionir u sintezi CFC-a u kasnim 1890-ima. Njegovo otkriće dogodilo se nakon zamjene klorida u tetrakloridu ugljika futuridom za sintezu CFC-11 i CFC-12. U kasnim 1920-ima, Thomas Midgley Jr. poboljšao je proces sinteze i doveo u pitanje upotrebu CFC-a kao rashladnog sredstva za zamjenu amonijaka, klorometana i sumporovog dioksida koji su se uobičajeno koristili u to vrijeme.
Bili su štetni, zapaljivi, a neki čak i otrovni. Najčešćirashladno sredstvo je bio CFC nazvan Freon - DuPontova robna marka za hladnjak "R-12". Prema zahtjevima 30-ih godina prošlog stoljeća, ova rashladna sredstva su se činila idealnim, znanstveno utemeljenim i sigurnijim, nekorozivnim plinovima i jeftinim za proizvodnju.
Tek 1970-ih otkriveno je da molekule klora potpuno uništavaju ozonski omotač te su bile zabranjene. Sedamdesetih godina 20. stoljeća znanstvenici su otkrili da rashladno sredstvo amonijak ometa prodiranje infracrvenih zraka u njih, jer se nakupljaju u atmosferi i uzrokuju prijenos topline, što dovodi do klimatskih promjena, pa je ovaj spoj zabranjen.
U 1990-im i 2000-im, CFC-i su zamijenjeni HCFC-ima (hidroklorofluorougljikovodici), a najčešći HCFC je "R-22" koji je imao mnogo manje razorne učinke na ozon, ali je i dalje bio opasan. Kako bi riješili problem oštećenja ozona, znanstvenici su došli do HFC-a koji nisu sadržavali klor. Međutim, kasnije su shvatili da HFC i dalje šteti okolišu stakleničkim plinovima.
Moderne vrste rashladnih medija
Europska komisija je naložila da se rashladno sredstvo R134A ne koristi za certificirane osobne automobile koji se prodaju u Europskoj uniji. Ovaj mandat je prvobitno bio namijenjen 1. siječnja 2011. godine. Međutim, budući da novo rashladno sredstvo još nije bilo dostupno na općem tržištu, ovaj rok je produžen do 1. siječnja 2013.
Počevši od siječnja 2017., svi novoregistriranivozila su morala koristiti alternativno rashladno sredstvo. U 2018. samo 60% novih osobnih automobila europske proizvodnje koristi sigurno rashladno sredstvo. Vozila prodana izvan Europske unije i dalje koriste R134A ili još opasnije rashladno sredstvo.
Glavne vrste rashladnih sredstava:
- CFC - klorofluorougljici.
- HCFC – HydroChloroFluoroCarbons.
- HFC – HydroFluoroCarbons.
Međutim, svi su zamijenjeni ili će biti zamijenjeni u bliskoj budućnosti zbog utjecaja na okoliš. HFO rashladno sredstvo sada počinje zamjenjivati CFC-ove jer imaju mnogo manji potencijal globalnog zagrijavanja i ne oštećuju ozon, iako su neki vrlo zapaljivi. Trenutno na tržište ulazi četvrta generacija rashladnih sredstava koja imaju velika termodinamička svojstva i ekološki su prihvatljiva.
Odabir alternative za R12
R12 rashladno sredstvo se još uvijek široko koristi u rashladnim aplikacijama. Doista, bilo je vrlo teško pronaći onaj koji bi mogao zamijeniti ovo univerzalno rashladno sredstvo u radnim uvjetima. R134A je najprikladniji za ove svrhe.
Usporedba R134A i R12:
- Kapacitet pri temperaturi isparivača od -7°C je isti za oba rashladna sredstva, a ispod -7°C, ako se R12 zamijeni rashladnim sredstvom r134A, doći će do značajnog gubitka učinka hlađenja. U takvim slučajevima preporuča se koristiti mješavine rashladnih sredstava umjesto zamjene R134A. Freon 134 se također može koristiti za niske temperaturesituacije.
- Koeficijenti prijenosa topline za R134A su veći od R12. Ako postoje u istoj tekućoj fazi, koeficijent prijenosa topline rashladnog sredstva R134A veći je za 27-37%, a u plinovitoj fazi 37-45%. Ako postoje u dvije faze, tekućoj i plinovitoj, koeficijent prijenosa topline za R134A je 28% do 34% veći u isparivaču i 35 do 41% veći u kondenzatoru.
- Učinak hlađenja R134A je oko 22% veći od učinka R12. Dakle, maseni protok R134A potreban po toni hlađenja je oko 18% manji od R12. To znači da je za dati kapacitet rashladnog sustava potrebna njegova količina 18% manja nego kod korištenja R12. Odnosno, u svoj opremi u kojoj je R12 zamijenjen freonom 134, količina rashladnog sredstva koju treba napuniti je manja od R12. Međutim, specifični volumen R134A je nešto veći od R12, pa je za istu količinu rashladnog sredstva volumen koji zauzima R134A veći od R12.
- Povećanje učinka hlađenja R134A nadoknađuje se povećanjem njegovog specifičnog volumena. Dakle, R134a napunjen u modificiranim sustavima trebao bi biti 5-10% manji od R12.
Pretvori R12 u R134A
Neke rane instalacije koristile su amonijak kao rashladno sredstvo. Međutim, većina modernih automobila proizvedenih prije 1995. koristila je R12. R12 je bio tehnološki napredno i učinkovito ic2 rashladno sredstvo, no kasnije je otkriveno da je plin koji oštećuje ozonski omotač te je njegova proizvodnja i uporaba ograničena.
Nakon 1995. zamijenjen je R134A, i još uvijek jekoristi se u mnogim automobilima. Ako kućanstvo ima stari automobil s R12 klimatizacijskim sustavom, tada vozači imaju velike probleme s nadopunjavanjem takvog sustava u slučaju propuštanja ili održavanja. Industrija je počela proizvoditi posebne adaptere, nakon čega je proces pretvaranja sustava u R134A postao jednostavan.
Promjene u sustavu hlađenja
Za pretvaranje R12 u R134A potrebno je napraviti samo nekoliko malih promjena u sustavu. Srećom, kompresor korišten u starom sustavu R12 i dalje će raditi s rashladnim sredstvom R134A i bit će jednako učinkovit. Kondenzator i isparivač su samo izmjenjivači topline, tako da ih također nije potrebno mijenjati za pokretanje drugog rashladnog sredstva.
Jedna od komponenti koju je potrebno promijeniti je sušilica. Posljednji element sustava koji će se morati promijeniti su tlačni otvori. R134A koristi različite priključke za punjenje sustava i mjerenje tlaka, tako da stare R12 portove treba ukloniti i zamijeniti ili nadopuniti adapterima. Nakon kupnje potrebne opreme, uklonite staro rashladno sredstvo i ulje. Prilikom ugradnje novog ic2 rashladnog sredstva, PAG ulje kompatibilno s R134A također se mora dodati kako bi kompresor bio podmazan.
Nakon pretvaranja sustava iz R12 u R134A, važno je provjeriti tlak u sustavu nekoliko dana kako biste bili sigurni da sve radi ispravno. Ako su u sustavu uočena mala curenja, nanesite Red Angel A/C Stop Leak za brtvljenjesustav.
Rashladna sredstva su sigurnija od freona
Uobičajeni HCFC R-22, koji se koristi desetljećima, nije tako dobar za okoliš kao što su stručnjaci nekada mislili. Agencija za zaštitu okoliša radila je na postupnom ukidanju rashladnog sredstva i na kraju ga je u potpunosti zabranila. Ukidanje R-22 počelo je 2010. Do 2020. upotreba rashladnog sredstva bit će strogo ograničena, a potpuno zabranjena do 2030.
Najekološki najprihvatljivija rashladna sredstva koja su trenutno dostupna na tržištu su "R-290" i "R-600A". Oni su HC, ili ugljikovodici, a njihova kemijska imena su "Propan" za R-290 i "Izobutan" za R-600A. Oni su 100% bez halogena, nemaju potencijal oštećenja ozona i najmanje su opasni u smislu potencijalnog globalnog zatopljenja. Oni su također vrlo energetski učinkoviti, ali vrlo zapaljivi jer su ugljikovodici. Trenutačno su "najzelenije" vrste rashladnih sredstava R134A, R-407C, R-410A. Proizvođači koji proizvode ova rashladna sredstva tvrde da su tvari apsolutno sigurne.
Cilindar s freonom R134A
S otkrićem štetnih učinaka CFC i HCFC rashladnih sredstava na ozonski omotač, ova skupina se naširoko koristi kao zamjena. Rashladno sredstvo u hladnjaku R134A je fluorougljik (HFC), koji ima nulti potencijal oštećenja ozona i mali ili nikakav učinak staklenika.
Rashladno sredstvo R134Aje kemijski spoj tetrafluoroetan, koji se sastoji od dva atoma ugljika, dva atoma vodika i četiri atoma fluora. Njegova kemijska formula je CF3CH2F. Molekulska težina rashladnog sredstva R134A je 133,4, a vrelište je 26,1°C. R134A je nezapaljiv i neeksplozivan, ima normalnu toksičnost i dobru kemijsku stabilnost, donekle visok afinitet za vlagu.
R134A je vrlo sličan R12 u općim fizičkim i termodinamičkim svojstvima. Stoga se smatra izvrsnom zamjenom. Svojstva rashladnih sredstava R134 su sljedeća:
- temperatura automatskog paljenja - 770 °C.
- Stopa oštećenja ozonskog omotača - 04.
- Topljivost u vodi 0,11 mas.% 25 C.
- Kritična temperatura - 122 °C.
- Šifra boje: svijetloplava.
- Potencijal globalnog zagrijavanja (GWP)1200.
- Temperatura rashladnog sredstva, vrelište -26,1 °C.
Termodinamička svojstva R-407C
Po svojim svojstvima odgovara karakteristikama dostupnim u R-22. R-407C uobičajena je zamjena za rashladno sredstvo za one koji žele nadograditi opremu R-22. Smjesa hidrofluorougljikovodika uključuje pentafluoroetan, difluorometan i 1, 1, 1, 2-tetrafluoroetan. Široko korišteno alternativno rashladno sredstvo popularno u pakiranim klima uređajima i sustavima za odvajanje bez četkica, kao i u laganim klimatizacijskim sustavima i sustavima izravne ekspanzije koji se nalaze u stambenim, poslovnim i industrijskim aplikacijama. R-407C također radi u rashladnim sustavima srednje temperature i u mnogimnovi uređaji.
Nova oprema koja koristi dušik kao punjenje najbolje radi s R-407C zbog upotrebe eteričnog ulja poliola. Dok su novi uređaji i rashladni sustavi najčešći, R-407C se može nadograditi na nekim R-22 sustavima ako je u proceduru uključena izmjena ulja. Ova alternativa freonu smatra se ekološki prihvatljivom zbog svog potencijala nula ozonskog oštećenja.
Potencijal oštećenja ozonskog omotača R-404A
U ovom rashladnom sredstvu je 0, baš kao R-407C i R-134A. Često se koristi za rashladne sustave koji zahtijevaju -45°C do 15°C. Najkorisniji je u komercijalnim i industrijskim prijevoznim aplikacijama zbog širokog raspona radnih temperatura. Vrlo je sličan R-22 i nudi bolje performanse. Budući da R-404A ne reagira brzo na zrak ili vodu, smatra se sigurnim za mnoge namjene. Također je nezapaljiv, bez boje i mirisa.
Međutim, kao i kod svakog rashladnog sredstva, korisnici bi uvijek trebali poduzeti odgovarajuće mjere opreza kako bi se zaštitili. Izravan kontakt s R-404A još uvijek može uzrokovati ozebline, a pretjerano izlaganje vatri ili toplini može uzrokovati puknuće rezervoara. R-404A je prilično uobičajen i dostupan za kupnju u trgovinama koje su specijalizirane za pružanje proizvoda za grijanje i hlađenje.
Mješavina dva hidrofluorougljična rashladna sredstva, difluorometana i pentafluoretana, jerashladno sredstvo koje oštećuje neozon koji osigurava bolju energetsku učinkovitost od R-22 i R-407C i ne koristi klor u svojoj formulaciji. Smatra se prikladnijim kao zamjena za R-22 zbog većeg tlaka i kapaciteta hlađenja.
Značajka R-410A
Ako korisnici odluče kupiti uređaje koji koriste R-410A, proces je obično prilično jednostavan. Zapravo, mnoge tvrtke za klimatizaciju i hlađenje proizvode jedinice posebno za korištenje s R-410A. Iako je najpopularniji u komercijalnim rashladnim uređajima, klima uređajima i hladnjacima, važno je napomenuti da ova alternativa freonu neće raditi u A/CR-22 jedinicama.
R-410A rashladna sredstva imaju višu ocjenu tlaka, pa je potreban drugačiji manometar od onog koji se obično koristi s R-22. Rashladno sredstvo se mora puniti u tekućem obliku i samo u kratkim rafalima. R-410A se prodaje pod nekoliko marki: AZ-20, Suva410A, GenetronR410A, Forane410A, EcoFluo rR410 i Puron. Vrlo je lako kupiti online iu specijaliziranim trgovinama.
Klima uređaj u vozilu
A direktiva EU iz 2006. zahtijeva da sva nova vozila koja se prodaju u EU budu opremljena rashladnim sredstvima s niskim potencijalom globalnog zagrijavanja (GWP). Ograničenje je postavljeno na GWP 150 koji YF trenutno može pružiti. Njegova prednost je svojstvo samozbrinjavanja - potpuno se razgrađuje u atmosferi za okojedanaest dana.
Unatoč činjenici da je HFO1234yf prihvaćen kao novo rashladno sredstvo, Njemačka je sumnjala. Daimler i neki drugi njemački proizvođači, a također i regulatorna tijela smatraju da je YF opasan zbog svoje visoke zapaljivosti. Kao odgovor, Njemačka je odobrila nekim Daimlerovim vozilima da nastave raditi na R134A, suprotno EU direktivi.
Europska komisija je čak zaprijetila pravnim postupkom protiv Njemačke jer nije u potpunosti implementirala nove propise o emisiji rashladnog sredstva. GM i Toyota su javno izrazili podršku YF-u i izjavili da smatraju da je tvar sigurna.
Cijena novih sustava
Dodatni trošak novog rashladnog sredstva YF je u rasponu od 30-50 EUR. YF sustavi su manje učinkoviti i zahtijevaju dodatnu upotrebu unutarnjeg izmjenjivača topline.
Budući da je trošak proizvodnog procesa za YF veći od R134A, za ovaj proizvod se očekuje dodana tarifa dugi niz godina, posebno od 2018. kada će sva novoregistrirana vozila u Europskoj uniji morati koristiti rashladno sredstvo osim R134A. od R134A.
Porast cijene od 1. veljače 2018.:
- R452a + 20%.
- R410a + 20%.
- R448a + 15%.
- R449a + 15%.
Modernizacija R-22 sustava
Zamjena R22 s R134A prilično je jednostavan proces. Prije svega, cijeli R22 treba ukloniti iz sustava. Zatim je potrebno ukloniti svo ulje za podmazivanje iz sustava(maksimalna količina ulja koja ostaje unutar sustava je 5% ukupne količine prisutne u njemu). Mineralno ulje treba zamijeniti sintetičkim esterskim uljem. Također je potrebno zamijeniti sušilicu i filter za ulje.
Količina R134A potrebna u sustavu je 90 do 95% R22. Oznake treba staviti na sustave koji su nadograđeni s R134A koji opisuju novo rashladno sredstvo i ulje za podmazivanje. Iako je postupak jednostavan, važno ga je obaviti pažljivo. Ostaci R-22 u sustavu mogu dovesti do unakrsne kontaminacije. Za R-22 i R-134A može rashladni sustav automobila učiniti manje pouzdanim i podići tlak u glavi kompresora na opasne razine, što dovodi do potpunog kvara sustava. Osim toga, R-134A zahtijeva posebnu mješavinu ulja - poliarilen.
Godine 1987. objavljen je Montrealski protokol, koji je međunarodni ugovor u mnogim zemljama koji pomaže u borbi protiv oštećenog sloja O-zone. Jedna od njegovih inicijativa bila je postupno ukidanje CFC-a u cijelom svijetu. Godine 1994. SAD je prekinuo korištenje R-12 u automobilskoj industriji. R-12 je zamijenjen HFC alternativom R-134a. Godine 2010., prema Montrealskom protokolu, SAD je najavio da će postupno ukinuti korištenje R-22 u budućim primjenama. Svi novi strojevi ciljat će HFC R-410A, koji ne sadrži klor.
